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打印中国铁合金网讯：11月22日讯 在前不久召开的第十四届非金属矿加工利用技术交流会上，武汉理工大学的高惠民教授做了题为《石墨选矿及深加工技术现状与趋势》的专题报告，高惠民教授在报告中指出，深加工、高附加值将是石墨等非金属矿产业发展的新方向。
《建筑材料工业“十二五”发展指导意见》指出，我国将大力发展以石墨、高岭土、膨润土、滑石、硅灰石、石英、萤石、珍珠岩等为重点的非金属矿物材料深加工产品。由于我国的非金属矿产资源极为丰富，很多矿种的质量和储量均居世界前列。因此，持续、稳定地发展非金属矿超细深加工技术将会前景无限。
非金属矿物的超细粉碎、精细分级、晶体保护和表面改性等是提升非金属矿深加工的技术关键。多年来，一直是国内外研究的热点。非金属矿物大多为低附加值矿物，经深加工后都有较大的增值，一般可提高４～３０倍左右，不仅经济效益十分可观，而且大大提高了矿物的应用价值和应用范围。
石墨，作为我国传统的非金属矿物已有多年的采、选、应用历史。随着世界工业正在突飞猛进的向前发展，如今的石墨已被国内外视为重要的工业矿物原料之一，特别是最近几年，石墨制品已在各行各业发挥着重要作用，人们对石墨也开发了许多新用途，国际市场需求量逐年增长。
对石墨产业，国家也加大了在深加工方面的关注和投入，去年，科技部十二五科技支撑项目“高纯石墨材料技术开发及其典型应用”以黑龙江的企业、科研院校为主，已经开始实施；工信部发布了产业准入条件，其他部委的项目和措施也在进展中。
1、石墨深加工现状
由于我国冶金钢铁业的持续增长，世界锂离子电池的迅猛发展，拉动对石墨原料的需求；同时产业界、政府对石墨战略资源作用的日益重视，使石墨矿产品的价格迅速攀升，扭转了20多年来其他矿产品都在涨价、石墨却不断降价的不正常局面，不仅使石墨行业效益不断提高、同时也使得一些社会资金不断涌入石墨行业。
我国是石墨资源大国，但是长期以来石墨产业内部低技术层次的产量、价格的恶性竞争，资金和技术投入严重不足，以生产原矿和选矿的低端产品为主，使得产业长期低迷。这种状况导致我国石墨深加工技术和产品落后于发达国家，资源大国却是深加工弱国。这与我国经济和科技的快速发展很不适应。当前和今后一个相当长的时期，保护和科学利用石墨这种宝贵的战略资源，发展石墨深加工技术和产品是大有可为的一项事业。
现在，国内已经有一批效益良好的(鳞片)石墨深加工企业，规模最大的柔性石墨企业主要分布在江浙地区，负极材料等电池材料企业主要分布在深圳等珠三角、长三角地区。鳞片石墨的深加工企业在山东有很多家，在内蒙古、湖北、河南、福建等也有一些企业。
这些企业原来与矿产资源企业只是原料的供需关系，现在也与资源企业开展了合作，如宁波的柔性石墨专业厂商信远公司、深圳的负极材料专业厂商贝特瑞公司都与黑龙江企业合作参加了“十二五”科技支撑项目。
我国原来微晶石墨的深加工技术基本空白。近来研究发现，由于微晶石墨的晶体微小，每个石墨颗粒中有很多微晶无序堆积，使得颗粒表现出各向同性。这使得它成为锂离子电池负极材料和各向同性石墨的极好原料，在新能源、核能、军工等高新技术领域有重要应用价值。清华大学在这方面进行了原创性的科技研究与开发，正在与相关企业合作建设微晶石墨提纯、深加工产品的生产线。
2、石墨深加工发展方向
根据经济和科技发展对石墨新材料的需求及中央、地方及企业的产业发展规划，近期内建议产学研结合，以深加工为主，实现一些重要工程项目，建设完整产业链，引导石墨产业健康科学地发展。工程项目的目标，一是陈旧技术设备的改造；二是目前炭石墨材料发展的热点技术产品，如锂离子电池负极材料、各向同性石墨、高导热石墨等的产业化、集约化。
(1)石墨化学提纯高效环保化
传统石墨化学提纯方法主要有三种：碱熔酸浸法（即氢氧化钠提纯法）、氯化焙烧法、氢氟酸法。这三种方法普遍存在药剂用量大，环境污染较高的缺点。目前，国内已经具有环保节能的先进酸碱法提纯和节能型高温提纯技术，可针对资源特点，建设不同类型的规模化石墨提纯生产线。严格限制化学提纯中严重污染环境的氢氟酸的使用。
(2)锂电天然石墨负极材料研发
锂离子电池的广泛应用促进了球形石墨的飞速发展，可依托资源，把天然石墨锂离子电池负极材料的产业规模化，并针对不同档次电池需求，研发不同品质负极材料，使产品系列化；研发安全、长寿命的天然石墨动力型、储能型电池负极材料。随着锂离子电池需求的迅猛增长，负极材料的市场前景十分广阔。
国内已经有了鳞片石墨球形化后制备负极材料的企业，如贝特瑞等；清华大学等院校具有了以微晶石墨制备负极材料的技术，但产业规模及产品质量还不能满足锂离子电池迅速发展的需求。国内大批生产的球形石墨主要出口日本及韩国，供国外企业生产高质量负极材料。
(3)天然石墨基各向同性石墨
各向同性石墨广泛应用于核能、硅晶制备、电火花加工、连续铸钢、航空航天等领域，是炭材料的高端产品、战略物资。我国目前所需的各向同性石墨2/3依靠进口。传统技术制备各向同性石墨技术复杂、成本高。
微晶石墨矿物颗粒本身具有各向同性性，是制备各向同性石墨的很好原料，而且能简化工艺、降低成本，已经制备出工业尺寸的样品，各向同性参数达到1.04(要求最高的核石墨1.05)；鳞片石墨球形化后，也具有制备各向同性石墨的潜在可能。
(4)天然石墨基高导热材料
电子设备的小型化，要求电子器件的集成度越来越高，使得散热成为IT产业的一个关键技术，对轻质高导热材料需求越来越大。柔性石墨作为均热导热材料已广泛用于LED显示器及许多电子产品；利用天然石墨的优良导热性，制备导热性与铜相当或更高，而密度只有铜1/4的高端导热材料，武汉科技大学、山西煤化所、清华大学等已有相关技术。
(5)柔性石墨产品系列
我国柔性石墨的生产已经具有一定规模，并且与国外先进企业有多项合作。但我国的产品多为中低端产品，品种规格不到国外的1/5。产学研用结合，针对使用要求研发高端产品，完善品种规格，使之系列化、标准化是现今发展趋势。
(6)膨胀石墨环保材料
膨胀石墨对水体污染的吸附治理作用，已有大量的研究成果，在治理水体的油品、有机物污染上，膨胀石墨远比现在使用的普通活性炭有效、经济。但膨胀石墨不便运输，需要在应用现场制备。膨胀石墨环保材料的制备、使用、回收、再生有一定的技术难度，加之过去对环保不够重视，膨胀石墨环保材料一直没能产业化。现在膨胀石墨环保材料的产业化的技术基础已经具备，可以从两个技术层面进行这项工程。
对日益频发的油品和有机物水体污染突发事件，建造综合性水域环保专用船舶，把传统的围栏、抽吸等治理手段与膨胀石墨高效吸油性能结合起来，提高治污能力。这是涉及跨部门、跨学科的系统性工程，涉及的管理部门有船舶、海洋(海事)、环保等，涉及到学科技术有机械、材料、化工、热工、环保等。这是一项难度很大的工程，但是建成以后在环保效益、技术水平上将是世界领先的。
（7）石墨烯
石墨烯是一种有着独特性质的全新材料：它的导电性能像铜一样优秀，它的导热性能比已知的任何材料都要出色。它很透明，垂直入射的可见光只有很小一部分（2.3%）会被石墨烯吸收，而绝大部分的光都会透过去。它又很致密，连氦原子（最小的气体分子）也不能穿过去。
石墨烯特殊的结构形态，使其具备目前世界上最硬、最薄的特征，同时也具有很强的韧性、导电性和导热性。《“十二五”期间中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》称石墨烯集合世界上最优质的各种材料品质于一身，故有业内人士如此评价：如果说20世纪是硅的世纪，石墨烯则开创了21世纪的新材料纪元，将给世界带来实质性变化。
石墨烯从实验室走向量产在技术上还有很长的路要走，但其在市场应用方面的前景是可观的。优良的石墨烯产品可代替硅生产超级计算机、制作光子传感器、用于基因电子测序、在纳电子器件方面有突出优势。国内外在这方面的研究正蓬勃发展，未来几年发展空间巨大。
长期发展看，我国炭材料产业结构目前状况很不合理。过去计划经济条块分割，把炭材料割裂成炭素、电炭、石墨、炭黑、活性炭、碳纤维等分属不同部门的小行业，使得资源、技术力量、资金不能合理利用。随着我国市场经济的完善，资金、资源的引导将会使我国相关炭石墨材料的不同产业进一步整合，发展成为综合性的炭材料大产业。将出现一批涵盖炭材料科技多个领域，有强大产品和技术创新能力的综合性大型企业。
从技术角度看，近期的(天然石墨基)各向同性石墨、高导热材料是天然石墨产业与人工炭材料产业的融合；未来5～10年或再长一些时间，随着石墨烯应用技术的发展和成熟，石墨烯的制备和应用将可能成为一个快速成长的大市场，前景广阔。从目前的研发成果看，天然石墨是很好的制备石墨烯的原料。石墨烯材料的产业化，将会是新型炭材料的又一个大进展。
我国作为世界上石墨储量最大的几个国家之一，在发展石墨产业方面有着得天独厚的优势。由于石墨优异的性能及广泛的用途，必将成为非金属矿行业的领跑者。希望石墨行业能进一步优化产业结构、提高产品附加值，真正将我国的石墨产业做大做强。
（来源：中国行业研究网）
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